[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP6107742B2 - Heat treatment apparatus, heat treatment method and storage medium - Google Patents

Heat treatment apparatus, heat treatment method and storage medium Download PDF

Info

Publication number
JP6107742B2
JP6107742B2 JP2014097775A JP2014097775A JP6107742B2 JP 6107742 B2 JP6107742 B2 JP 6107742B2 JP 2014097775 A JP2014097775 A JP 2014097775A JP 2014097775 A JP2014097775 A JP 2014097775A JP 6107742 B2 JP6107742 B2 JP 6107742B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
heating plate
temperature
heat treatment
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014097775A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015216212A (en
Inventor
宏之 境
宏之 境
直晃 上田
直晃 上田
英昭 岩坂
英昭 岩坂
辰也 川路
辰也 川路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2014097775A priority Critical patent/JP6107742B2/en
Priority to TW104114204A priority patent/TWI610337B/en
Priority to KR1020150063038A priority patent/KR102338243B1/en
Priority to CN201510232817.6A priority patent/CN105097612B/en
Publication of JP2015216212A publication Critical patent/JP2015216212A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6107742B2 publication Critical patent/JP6107742B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103Apparatus for thermal treatment mainly by conduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

本発明は、基板を加熱する技術に関する。   The present invention relates to a technique for heating a substrate.

フォトリソグラフィを利用したデバイスの製造プロセスにおいては、レジスト液が塗布された基板や露光後の基板などを加熱する熱処理装置が用いられる。この熱処理装置には、加熱温度に調節された加熱プレートに基板を載置することによって基板の加熱を行うものがある。   In a device manufacturing process using photolithography, a heat treatment apparatus for heating a substrate coated with a resist solution or a substrate after exposure is used. Some heat treatment apparatuses heat a substrate by placing the substrate on a heating plate adjusted to a heating temperature.

一方、デバイスの製造に用いられる基板の種類は多様であり、半導体デバイスの製造に一般的に用いられるシリコン基板(約160W/(m・℃))よりも熱伝導率の小さな基板材料(例えばタンタル酸リチウム(LiTaO):約4.6〜8.8W/(m・℃)、ガリウムヒ素(GaAs):約55W/(m・℃)、ニオブ酸リチウム(LiNbO):約38W/(m・℃)など)からなる基板を加熱する処理が行われることもある。 On the other hand, there are various types of substrates used for manufacturing devices, and a substrate material (eg, tantalum) having a lower thermal conductivity than a silicon substrate (about 160 W / (m · ° C.)) generally used for manufacturing semiconductor devices. Lithium oxide (LiTaO 3 ): about 4.6 to 8.8 W / (m · ° C.), gallium arsenide (GaAs): about 55 W / (m · ° C.), lithium niobate (LiNbO 3 ): about 38 W / (m A process of heating the substrate made of (C) or the like) may be performed.

ところが、加熱プレートに載置して基板を加熱する場合には、熱伝導率の小さな基板の全面を均一に加熱することが難しい。このため、基板面内に温度ムラが発生し、温度が異なる領域の膨張率の違いから基板が変形して反りが生じてしまい、均一な加熱がより困難になる。また、加熱プレート上で基板が変形すると、基板と加熱プレートが接触し、割れが発生する要因ともなる。特に基板を加熱する際の反りの発生の問題は、基板の大型化や薄型化の進展に伴って大きくなってきている。さらに特許文献1に記載されているように、上述の基板には方位によって熱膨張率が異なる結晶構造を持つものがある。この種の基板は、熱変化にさらされたときに基板の内部に生じる応力歪みの影響から基板が割れてしまうおそれもある。   However, when the substrate is heated by being placed on a heating plate, it is difficult to uniformly heat the entire surface of the substrate having a low thermal conductivity. For this reason, temperature unevenness occurs in the substrate surface, and the substrate is deformed and warped due to the difference in expansion coefficient between regions having different temperatures, making uniform heating more difficult. Further, when the substrate is deformed on the heating plate, the substrate and the heating plate come into contact with each other, which may cause a crack. In particular, the problem of warping when the substrate is heated has become larger as the substrate becomes larger and thinner. Furthermore, as described in Patent Document 1, some of the above-described substrates have a crystal structure having a different coefficient of thermal expansion depending on the orientation. When this type of substrate is exposed to a thermal change, the substrate may be broken due to the effects of stress strain generated inside the substrate.

ここで特許文献2には、回転する半導体ウエハ上にシリカ系被膜形成用塗布液を塗布して形成されるSOG(Spin On Glass)膜を緻密化するために、基板を支持させたリフトピンを順次、下降させてホットプレートの上面からの高さを変化させることにより、基板の熱処理の温度を段階的に上げる基板熱処理装置が記載されている。しかしながら特許文献1には、ホットプレート上に載置して加熱する際に、反りの影響を抑えて均一な加熱を行う技術は記載されていない。   Here, in Patent Document 2, in order to densify a SOG (Spin On Glass) film formed by applying a coating solution for forming a silica-based film on a rotating semiconductor wafer, lift pins supporting a substrate are sequentially formed. A substrate heat treatment apparatus is described in which the temperature from the upper surface of the hot plate is lowered to change the heat treatment temperature of the substrate stepwise. However, Patent Document 1 does not describe a technique for performing uniform heating while suppressing the influence of warping when placed on a hot plate and heated.

特開2008−301066号公報:段落0004JP 2008-301066 A: Paragraph 0004 特開平11−97324号公報:段落0025〜0026、図1JP-A-11-97324: paragraphs 0025 to 0026, FIG.

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、昇温の過程で反りが発生する基板を均一且つ迅速に加熱することが可能な熱処理装置、熱処理方法、及びこの方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus, a heat treatment method, and this method capable of uniformly and quickly heating a substrate in which warpage occurs during a temperature rising process. Is to provide a storage medium storing the.

本発明の熱処理装置は、基板の加熱を行う熱処理装置において、
昇温の過程で反りが発生し、その後、平坦に戻る基板が載置され、当該基板を加熱する加熱温度に調節される加熱プレートと
前記加熱プレートに対して突没自在に設けられ、基板を下面側から支持する支持部材と、
前記加熱プレートの上方側に設定され、前記支持部材に対する基板の受け渡しが行われる受け渡し位置と、当該加熱プレートの下方側の位置との間で、前記支持部材を昇降させる昇降機構と、
前記受け渡し位置から基板を降下させる期間中、前記加熱プレートの上方側にて当該加熱プレートからの熱により反りが発生する温度まで基板を昇温し、次いで、基板が平坦に戻るまでの戻り時間の経過後に当該基板を加熱プレートに載置するように前記昇降機構を作動させて、前記支持部材の位置制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。
The heat treatment apparatus of the present invention is a heat treatment apparatus for heating a substrate.
A substrate that warps in the process of temperature rise and then returns to a flat surface is placed, a heating plate that is adjusted to a heating temperature that heats the substrate, and a projection that can be protruded from the heating plate. A support member for supporting from the lower surface side;
An elevating mechanism that is set on the upper side of the heating plate and moves the support member up and down between a delivery position where the substrate is delivered to the support member and a position on the lower side of the heating plate;
During the period in which the substrate is lowered from the delivery position, the substrate is heated up to a temperature at which warpage occurs due to the heat from the heating plate above the heating plate, and then the return time until the substrate returns to flatness is reached. And a controller that controls the position of the support member by operating the lifting mechanism to place the substrate on the heating plate after the passage.

前記熱処理装置は、以下の構成を備えていてもよい。
(a)前記制御部は、前記反りが発生する温度以上の温度に基板が昇温される第1の高さ位置にて前記支持部材の降下を停止させ、処理対象の基板に反りが発生し、前記戻り時間が経過した後に、再度、前記支持部材を降下させるように前記昇降機構を制御すること。前記第1の高さ位置は、加熱プレートからの距離が、当該位置にて基板に発生する反りの高さ方向の最大変位よりも大きくなる位置に設定されていること。さらに前記制御部は、前記第1の高さ位置よりも上方側の第2の高さ位置にて前記支持部材の降下を停止させ、処理対象の基板を予備加熱した後に、再度、前記支持部材を降下させるように前記昇降機構を制御すること。
(b)前記制御部は、予め基板の種類毎に取得した、基板に反りが発生する温度と前記戻り時間との対応関係に基づいて、処理対象の基板についての前記戻り時間が経過するタイミングを推定すること。また、前記制御部は、予め基板の種類毎に取得した、前記加熱温度に調節された加熱プレートから基板までの距離と、当該基板の温度の経時変化との関係に基づいて、処理対象の基板の温度を推定し、前記支持部材を降下させる際の位置制御に用いること。
(c)前記制御部は、前記受け渡し位置にて支持部材に基板を渡してから、前記加熱プレートの載置面に基板を載置し、その後、当該載置面から基板を上昇させるまでの期間中の基板の温度の時間積分値が、予め設定された値となるように設定された加熱シーケンスに基づいて、前記支持部材を昇降させる位置とタイミングとを決めること。前記基板の温度の時間積分値は、予め基板の種類毎に取得した、前記加熱プレートから基板までの距離と、当該基板の平均の昇温速度との関係に基づいて求められること。
(d)前記基板は、タンタル酸リチウム、ガリウムヒ素、ニオブ酸リチウムからなる基板材料群から選択された基板材料により構成されること。または前記基板は、熱伝導率が55W/(m・℃)以下の基板材料により構成されること。
The heat treatment apparatus may have the following configuration.
(A) The control unit stops the lowering of the support member at a first height position where the substrate is heated to a temperature equal to or higher than the temperature at which the warpage occurs, and the substrate to be processed is warped. The elevating mechanism is controlled to lower the support member again after the return time has elapsed. The first height position is set to a position where the distance from the heating plate is larger than the maximum displacement in the height direction of the warp generated in the substrate at the position. Further, the control unit stops the lowering of the support member at a second height position above the first height position, preheats the substrate to be processed, and then again supports the support member. Controlling the elevating mechanism to lower the position.
(B) The control unit obtains a timing at which the return time for the substrate to be processed elapses based on a correspondence relationship between the return time and the temperature at which the substrate warps, which is acquired in advance for each type of substrate. To estimate. Further, the control unit obtains a substrate to be processed based on a relationship between a distance from the heating plate adjusted to the heating temperature to the substrate, which is acquired in advance for each type of substrate, and a change in temperature of the substrate over time. To estimate the temperature and use it for position control when lowering the support member.
(C) A period until the control unit raises the substrate from the placement surface after placing the substrate on the placement surface of the heating plate after passing the substrate to the support member at the delivery position. The position and timing for raising and lowering the support member are determined on the basis of a heating sequence set so that the time integral value of the temperature of the substrate inside becomes a preset value. The time integral value of the temperature of the substrate is obtained based on the relationship between the distance from the heating plate to the substrate and the average temperature increase rate of the substrate, which are acquired in advance for each type of substrate.
(D) The substrate is made of a substrate material selected from a substrate material group consisting of lithium tantalate, gallium arsenide, and lithium niobate. Alternatively, the substrate is made of a substrate material having a thermal conductivity of 55 W / (m · ° C.) or less.

本発明は支持部材に支持された基板が加熱プレートの上方側で加熱され、基板に反りが発生する温度まで昇温された後、反りの発生した基板が平坦に戻る戻り時間が経過してから当該基板を加熱プレートに載置するので、平坦な基板に対して均一且つ、迅速な加熱を行うことができる。   In the present invention, after the substrate supported by the support member is heated above the heating plate and heated to a temperature at which the substrate is warped, a return time after the warped substrate returns to flatness has elapsed. Since the substrate is placed on the heating plate, uniform and rapid heating can be performed on the flat substrate.

本発明の実施の形態に係る熱処理モジュールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the heat processing module which concerns on embodiment of this invention. 前記熱処理モジュールの電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the said heat processing module. 評価基板の加熱温度と反り量の経時変化との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the heating temperature of an evaluation board | substrate, and the time-dependent change of the curvature amount. 他の種類の評価基板の加熱温度と反り量の経時変化との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the heating temperature of another kind of evaluation board | substrate, and the time-dependent change of curvature amount. 反りデータの構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of curvature data. 加熱プレートからのギャップ高さと基板の昇温特性との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the gap height from a heating plate, and the temperature rising characteristic of a board | substrate. 基板の加熱シーケンスの作成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the creation example of the heating sequence of a board | substrate. 従来の加熱シーケンスを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the conventional heating sequence. 本例の加熱シーケンスにおける熱履歴の算出法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the calculation method of the heat history in the heating sequence of this example. 前記加熱シーケンスを作成する動作のフロー図である。It is a flowchart of the operation | movement which produces the said heating sequence. 前記熱処理モジュールの第1の動作説明図である。It is 1st operation | movement explanatory drawing of the said heat processing module. 前記熱処理モジュールの第2の動作説明図である。It is 2nd operation | movement explanatory drawing of the said heat processing module. 前記熱処理モジュールの第3の動作説明図である。It is 3rd operation | movement explanatory drawing of the said heat processing module. 前記熱処理モジュールの第4の動作説明図である。It is 4th operation | movement explanatory drawing of the said heat processing module. 前記熱処理モジュールで処理される基板の状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the board | substrate processed with the said heat processing module.

本発明の実施の形態として、タンタル酸リチウムの薄基板(以下、「基板W」という)の処理を行った場合の例を挙げて説明する。図1、図2は、基板Wを加熱する熱処理モジュール(熱処理装置)1の構成を示している。例えば熱処理モジュール1は、基板Wにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、露光後のレジスト膜の現像を行う塗布、現像装置に搭載されている。   As an embodiment of the present invention, an example in the case of processing a lithium tantalate thin substrate (hereinafter referred to as “substrate W”) will be described. 1 and 2 show a configuration of a heat treatment module (heat treatment apparatus) 1 for heating the substrate W. FIG. For example, the heat treatment module 1 is mounted on a coating and developing apparatus that applies a resist solution to the substrate W to form a resist film, and develops the resist film after exposure.

図1の分解斜視図に示すように、本例の熱処理モジュール1は基台部11の上面に設けられ、処理対象の基板Wが載置される加熱プレート2と、この加熱プレート2に基板Wを載置するための支持ピン3と、を備えている。
加熱プレート2は、例えばSiCやAlNなどのセラミックス製の円板形状の熱板内に抵抗発熱体21を埋め込んだ構造となっており、この抵抗発熱体21は給電部23に接続されている(図2)。また加熱プレート2の上面には、当該上面から0.2mm上方の高さ位置にて基板Wを裏面から支持する複数のギャップピン22が設けられている。
As shown in the exploded perspective view of FIG. 1, the heat treatment module 1 of this example is provided on the upper surface of the base 11, and a heating plate 2 on which a substrate W to be processed is placed, and a substrate W on the heating plate 2. And a support pin 3 for mounting the.
The heating plate 2 has a structure in which a resistance heating element 21 is embedded in a disc-shaped heating plate made of ceramics such as SiC or AlN, and the resistance heating element 21 is connected to a power supply unit 23 ( Figure 2). A plurality of gap pins 22 that support the substrate W from the back surface are provided on the upper surface of the heating plate 2 at a height of 0.2 mm above the upper surface.

ギャップピン22は、例えば直径3mmのセラミックス製の円柱状の部材からなり、基板Wの中央位置に1個、この中央位置を囲み、加熱プレート2の周方向に沿って互いに間隔を開けて3個設けられている。これらギャップピン22の上面は、当該加熱プレート2における基板Wの載置面に相当し、例えば直径が200mmの基板Wが載置される。   The gap pins 22 are made of, for example, a ceramic columnar member having a diameter of 3 mm. One gap pin 22 surrounds the central position of the substrate W, and three gap pins 22 are spaced apart from each other along the circumferential direction of the heating plate 2. Is provided. The upper surfaces of these gap pins 22 correspond to the mounting surface of the substrate W in the heating plate 2, for example, a substrate W having a diameter of 200 mm is mounted.

支持ピン3は、ステンレスなどの金属製の棒状部材の上部に、SiCなどのセラミック製のチップを設けた構造となっており、全体として直径1mmの棒状の部材として構成されている。本例の熱処理モジュール1においては、3本の支持ピン(支持部材)3が加熱プレート2の周方向に互いに間隔を開けて配置され、各支持ピン3が加熱プレート2を上下方向に貫通するように設けられている。加熱プレート2には、これら支持ピン3を貫通させるための例えば直径3mmの貫通口25が設けられている。   The support pin 3 has a structure in which a ceramic chip such as SiC is provided on an upper portion of a metal rod-shaped member such as stainless steel, and is configured as a rod-shaped member having a diameter of 1 mm as a whole. In the heat treatment module 1 of this example, three support pins (support members) 3 are arranged at intervals in the circumferential direction of the heating plate 2 so that each support pin 3 penetrates the heating plate 2 in the vertical direction. Is provided. The heating plate 2 is provided with a through hole 25 having a diameter of, for example, 3 mm for allowing the support pins 3 to pass therethrough.

図2に模式的に示すように、これら支持ピン3の下端部は、共通の昇降部材31に接続され、この昇降部材31は基台部11の側方に配置された昇降モーター32に接続されている。昇降モーター32により昇降部材31を昇降させることにより、3本の支持ピン3の上端の高さ位置を揃えつつ、これら支持ピン3を加熱プレート2の上面から突没させることができる。基板Wは、これら3本の支持ピン3の先端部にて裏面側から支持される。昇降モーター32は、例えば基台部11の側方に配置されたボックス17内に格納されている。   As schematically shown in FIG. 2, the lower end portions of these support pins 3 are connected to a common lifting member 31, and this lifting member 31 is connected to a lifting motor 32 disposed on the side of the base portion 11. ing. By elevating the elevating member 31 by the elevating motor 32, the support pins 3 can be protruded and submerged from the upper surface of the heating plate 2 while aligning the height positions of the upper ends of the three support pins 3. The substrate W is supported from the back side by the tip portions of these three support pins 3. The elevating motor 32 is stored in a box 17 disposed on the side of the base 11, for example.

既述の昇降部材31を昇降させたとき、支持ピン3の先端部は、加熱プレート2の上方側に設けられ、外部の基板搬送機構(例えば熱処理モジュール1が設けられている塗布、現像装置の基板搬送機構)との間で基板Wの受け渡しが行われる受け渡し位置と、加熱プレート2の下方側の位置との間を移動する。本例において受け渡し位置は、例えば加熱プレート2の上面から16.5mm上方側の位置に設置されている。   When the above-described elevating member 31 is raised and lowered, the tip of the support pin 3 is provided above the heating plate 2, and an external substrate transport mechanism (for example, a coating / developing apparatus provided with the heat treatment module 1). It moves between a transfer position where the substrate W is transferred to and from the position below the heating plate 2. In this example, the delivery position is installed, for example, at a position 16.5 mm above the upper surface of the heating plate 2.

また昇降モーター32は、前記受け渡し位置と加熱プレート2の下方側の位置との間の任意の位置にて支持ピン3の先端部を停止させることができる。この結果、基板Wを支持した支持ピン3は、加熱プレート2の上面から基板Wまでの距離を自由に調節することができる。
昇降部材31や昇降モーター32は、支持ピン3の昇降機構に相当する。
The lifting motor 32 can stop the tip of the support pin 3 at an arbitrary position between the delivery position and a position on the lower side of the heating plate 2. As a result, the support pins 3 that support the substrate W can freely adjust the distance from the upper surface of the heating plate 2 to the substrate W.
The lifting member 31 and the lifting motor 32 correspond to a lifting mechanism for the support pin 3.

ここで、加熱プレート2にギャップピン22や支持ピン3、貫通口25が設けられていると、加熱プレート2の上面の構造が不均一となり、基板Wの面内の均一な加熱を阻害する要因となる。この点、本例においては、ギャップピン22や支持ピン3、貫通口25を比較的小さくすることにより(ギャップピン22は直径3mm、支持ピン3は直径1mm、貫通口25は直径3mm)、基板Wを加熱する際の面内均一性の低下を抑えている。   Here, when the gap pin 22, the support pin 3, and the through-hole 25 are provided in the heating plate 2, the structure of the upper surface of the heating plate 2 becomes non-uniform, and the factor that hinders uniform heating in the plane of the substrate W It becomes. In this respect, in this example, the gap pin 22, the support pin 3, and the through hole 25 are made relatively small (the gap pin 22 has a diameter of 3 mm, the support pin 3 has a diameter of 1 mm, and the through hole 25 has a diameter of 3 mm). A decrease in in-plane uniformity when heating W is suppressed.

また図1に示すように、加熱プレート2の上面における基板Wの載置領域の周囲には、基板Wの位置ずれを防止するための円板形状の基板ガイド24が、基板Wの周方向に間隔を開けて複数個設けられている。なお、図1以外の図においては、基板ガイド24の記載は省略してある。   Further, as shown in FIG. 1, a disk-shaped substrate guide 24 for preventing the displacement of the substrate W is provided in the circumferential direction of the substrate W around the mounting region of the substrate W on the upper surface of the heating plate 2. A plurality are provided at intervals. In the drawings other than FIG. 1, the description of the substrate guide 24 is omitted.

以上に説明した加熱プレート2の周囲には、基板Wが加熱される空間を側方から囲む筒状壁部12が設けられている。図1に示すように、筒状壁部12は、例えば金属製の扁平な円筒形状の部材からなり、支持ピン3に支持された状態の基板Wや、加熱プレート2上に載置された後の基板Wを側方から囲むように配置される。   Around the heating plate 2 described above, a cylindrical wall portion 12 that surrounds a space in which the substrate W is heated from the side is provided. As shown in FIG. 1, the cylindrical wall portion 12 is made of a flat cylindrical member made of metal, for example, and is placed on the substrate W supported by the support pins 3 or the heating plate 2. Is disposed so as to surround the substrate W from the side.

図2に示すように筒状壁部12の下端部は昇降部材121に接続され、この昇降部材121は基台部11の側方に配置された昇降モーター122に接続されている。そして昇降モーター122により昇降部材121を昇降させることにより、基台部11の上面に設けられたリング状の開口部111(図1参照)を介し、筒状壁部12は、基台部11の下方側の位置と、支持ピン3や加熱プレート2上の基板Wを囲む位置との間を昇降する(図11〜図14参照)。   As shown in FIG. 2, the lower end portion of the cylindrical wall portion 12 is connected to an elevating member 121, and this elevating member 121 is connected to an elevating motor 122 disposed on the side of the base portion 11. The cylindrical wall portion 12 is connected to the base portion 11 via the ring-shaped opening 111 (see FIG. 1) provided on the upper surface of the base portion 11 by moving the lifting member 121 up and down by the lift motor 122. It moves up and down between the position on the lower side and the position surrounding the substrate W on the support pins 3 and the heating plate 2 (see FIGS. 11 to 14).

なお本例においては、既述のように支持ピン3を昇降させる昇降モーター32や筒状壁部12を昇降させる昇降モーター122は共通のボックス17内に収められているが(図1)、説明の便宜上、図2においてはこれら昇降モーター32や昇降モーター122を離れた位置に記載してある。   In this example, as described above, the elevating motor 32 for elevating the support pin 3 and the elevating motor 122 for elevating the cylindrical wall portion 12 are housed in the common box 17 (FIG. 1). For convenience, FIG. 2 shows the lift motor 32 and the lift motor 122 separated from each other.

筒状壁部12を上昇させたとき、筒状壁部12の上端部は、支持ピン3の受け渡し位置よりも上方側に到達し、支持ピン3に支持されて受け渡し位置と加熱プレート2の載置面との間を搬送される基板Wの移動領域の全体を囲んだ状態となる。   When the cylindrical wall portion 12 is raised, the upper end portion of the cylindrical wall portion 12 reaches above the delivery position of the support pin 3 and is supported by the support pin 3 so that the delivery position and the heating plate 2 are mounted. The entire movement area of the substrate W transported between the mounting surfaces is surrounded.

さらに図1、図2に示すように、基板Wの移動領域を囲む位置まで上昇した筒状壁部12の上方側には、筒状壁部12の上面側の開口を塞ぐように蓋部13が設けられている。蓋部13は例えば金属製の円板形状の部材からなり、その上面には、筒状壁部12、蓋部13、基台部11に囲まれた処理空間内を排気するための排気管16が接続されている。排気管16の末端部は、不図示の排気機構に接続されており、上述の処理空間内を排気させながら基板Wの加熱を行うことができる。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, on the upper side of the cylindrical wall portion 12 raised to a position surrounding the moving region of the substrate W, a lid portion 13 is formed so as to close the opening on the upper surface side of the cylindrical wall portion 12. Is provided. The lid portion 13 is made of, for example, a metal disk-shaped member, and an exhaust pipe 16 for exhausting the inside of the processing space surrounded by the cylindrical wall portion 12, the lid portion 13, and the base portion 11 on the upper surface thereof. Is connected. The end of the exhaust pipe 16 is connected to an exhaust mechanism (not shown), and the substrate W can be heated while exhausting the processing space.

図1に示すように蓋部13は、基台部11の長辺方向に沿って伸びるように配置された2本の横桁部15によって、中心部を挟んで対向する2箇所の端部を保持されている。各横桁部15は、基台部11の上面から上方側に向けて伸びるように配置された2本の支柱部14に支持され、これにより蓋部13は、その下面を加熱プレート2に対向させた状態で、当該加熱プレート2の上方側に配置されている。
なお、図1以外の図においては、排気管16や横桁部15、支柱部14の記載は省略してある。
As shown in FIG. 1, the lid portion 13 has two end portions facing each other across the center portion by two cross beams 15 arranged so as to extend along the long side direction of the base portion 11. Is retained. Each cross beam portion 15 is supported by two support column portions 14 arranged to extend upward from the upper surface of the base portion 11, whereby the lid portion 13 faces the lower surface thereof to the heating plate 2. In this state, it is arranged above the heating plate 2.
In the drawings other than FIG. 1, the exhaust pipe 16, the cross beam portion 15, and the support column portion 14 are not shown.

以上に説明した構成を備える基台部11やボックス17、筒状壁部12、蓋部13などは、不図示の筐体内に格納され、例えば塗布、現像装置のレジスト液塗布モジュールや現像モジュールの設置領域に隣接して配置される。   The base 11, the box 17, the cylindrical wall 12, the lid 13, and the like having the above-described configuration are stored in a housing (not shown). For example, a resist solution coating module or a development module of a coating or developing apparatus is used. Located adjacent to the installation area.

さらに図2に示すように、熱処理モジュール1は制御部4と接続されている。制御部4はCPU41とメモリ(記憶部)42とを備えたコンピュータからなり、メモリ42には熱処理モジュール1の作用、即ち熱処理モジュール1に搬送され、支持ピン3に受け渡された基板Wを加熱プレート2に載置して加熱を行った後、再び支持ピン3を上昇させて受け渡し位置まで搬送し、処理後の基板Wを搬出させるまでの制御に係るステップ(命令)群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカードなどの記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。   Further, as shown in FIG. 2, the heat treatment module 1 is connected to the control unit 4. The control unit 4 includes a computer including a CPU 41 and a memory (storage unit) 42. The memory 42 heats the substrate W transferred to the support pins 3 by being transferred to the operation of the heat treatment module 1, that is, the heat treatment module 1. A program in which a group of steps (commands) related to control until the support pins 3 are raised again and transported to the delivery position and the processed substrate W is unloaded after being placed on the plate 2 and heated. Is recorded. This program is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magnetic optical disk, or a memory card, and installed in the computer therefrom.

例えば熱処理モジュール1の制御部は、当該熱処理モジュール1が搭載されている塗布、現像装置の制御を行う制御コンピュータと共通化されている。
さらに図2に示すように熱処理モジュール1には、後述の基板情報や処理条件の入力をオペレータから受け付けたり、エラーを発報したりするための、タッチパネル式のディスプレイなどからなるインターフェース部5が設けられている。
For example, the control unit of the heat treatment module 1 is shared with a control computer that controls the coating and developing apparatus on which the heat treatment module 1 is mounted.
Further, as shown in FIG. 2, the heat treatment module 1 is provided with an interface unit 5 including a touch panel type display for accepting input of substrate information and processing conditions described later from an operator and reporting an error. It has been.

さらに本例の熱処理モジュール1は、基板Wを昇温する過程における反りの発生に起因する加熱ムラの発生を抑え、基板Wの全面を均一に加熱する機能を備えている。
以下、当該機能の詳細な内容について図2〜図8を参照しながら説明する。
Furthermore, the heat treatment module 1 of this example has a function of suppressing the occurrence of uneven heating due to the occurrence of warpage in the process of raising the temperature of the substrate W and heating the entire surface of the substrate W uniformly.
The detailed contents of the function will be described below with reference to FIGS.

発明者らは、基板Wを加熱する際に発生する反り現象について、加熱温度や基板Wの厚さなどを種々変化させて検討を行った。この結果、(1)基板Wに反りが発生する加熱温度と、反りの発生しない加熱温度があること、(2)反りが発生する加熱温度にて基板Wを加熱した場合であっても、時間の経過に伴って反りが解消され、平坦な基板Wに戻ることとを新たに見出した。
なお以下に説明する図3、図4においては、タンタル酸リチウムの薄基板を評価基板としている。
The inventors have examined the warping phenomenon that occurs when the substrate W is heated by changing the heating temperature, the thickness of the substrate W, and the like. As a result, (1) there is a heating temperature at which warpage occurs in the substrate W and a heating temperature at which no warpage occurs, and (2) even when the substrate W is heated at a heating temperature at which warpage occurs. It has been newly found that the warpage is eliminated with the passage of time and the substrate returns to the flat substrate W.
3 and 4 described below, a thin substrate of lithium tantalate is used as the evaluation substrate.

図3(a)〜(c)、図4(a)〜(c)に示す予備実験の結果は、所定の加熱温度となるように設定された加熱プレート2上に評価基板を載置した後の、評価基板の上面の検出高さの経時変化を示している。図3(a)〜(c)は、加熱プレート2の温度を種々変化させて、レジスト膜などが塗布されていない、厚さ200μmの評価基板を加熱した結果を示し、図4(a)〜(c)は同様に厚さ400μmの評価基板を加熱した結果を示している。
高さ位置は、評価基板の上面側の周縁から2mmだけ中心寄りの位置に設定した検出位置の高さをレーザー変位計により検出した。各図の横軸は経過時間(秒)、縦軸は検出高さ(mm)を示している。
The results of the preliminary experiments shown in FIGS. 3A to 3C and FIGS. 4A to 4C are obtained after placing the evaluation substrate on the heating plate 2 set to have a predetermined heating temperature. The change with time of the detected height of the upper surface of the evaluation board is shown. FIGS. 3A to 3C show the results of heating the evaluation substrate having a thickness of 200 μm on which the resist film or the like is not applied by changing the temperature of the heating plate 2 in various ways, and FIGS. Similarly, (c) shows the result of heating an evaluation substrate having a thickness of 400 μm.
As the height position, the height of the detection position set at a position closer to the center by 2 mm from the peripheral edge on the upper surface side of the evaluation substrate was detected by a laser displacement meter. In each figure, the horizontal axis indicates the elapsed time (seconds), and the vertical axis indicates the detection height (mm).

図3(a)〜(c)に示した厚さ200μmの評価基板の実験結果によれば、加熱プレート2の設定温度が50℃の場合には、評価基板の反りはほとんど検出されなかった(図3(a))。
一方、加熱プレート2の設定温度を60℃に上げると、図3(b)に示すように最大で約1.0mmの反りが発生した。このまま加熱を継続したところ、反りは次第に小さくなり、反りが検出されてから約10秒後には評価基板は、ほぼ平坦な状態に戻った。
According to the experimental results of the evaluation substrate having a thickness of 200 μm shown in FIGS. 3A to 3C, when the set temperature of the heating plate 2 is 50 ° C., almost no warpage of the evaluation substrate was detected ( FIG. 3 (a)).
On the other hand, when the set temperature of the heating plate 2 was raised to 60 ° C., a warp of about 1.0 mm at maximum occurred as shown in FIG. When heating was continued as it was, the warpage gradually decreased, and the evaluation substrate returned to a substantially flat state about 10 seconds after the warpage was detected.

さらに図3(c)に示すように、加熱プレート2の設定温度を110℃とした場合には、反りの最大値(約1.7mm)、評価基板が反り始めてから平坦に戻るまでの時間(約40秒)のいずれも、設定温度が60℃の場合よりも大きくなった。   Further, as shown in FIG. 3C, when the set temperature of the heating plate 2 is set to 110 ° C., the maximum value of the warp (about 1.7 mm), the time from when the evaluation substrate starts to warp until it returns flat ( In all cases (about 40 seconds), the temperature was higher than when the set temperature was 60 ° C.

このように、厚さが同じ評価基板であっても、加熱プレート2の設定温度が異なると、反りが発生する場合と発生しない場合とがあり(以下、反りが発生する温度を「反り開始温度」という)、また反りが発生する場合であっても、反りの最大値(以下、「反り量」という)や反り始めてから平坦に戻るまでの時間(以下、「戻り時間」という)も異なることが確かめられた。   As described above, even if the evaluation substrates have the same thickness, if the set temperature of the heating plate 2 is different, warpage may or may not occur (hereinafter, the temperature at which warpage occurs is referred to as “warp start temperature”. )), And even when warping occurs, the maximum value of warping (hereinafter referred to as “warping amount”) and the time from the start of warping until it returns to flatness (hereinafter referred to as “return time”) are also different. Was confirmed.

次いで、評価基板の厚さを400μmとした場合には、加熱プレート2の設定温度を80℃としても反りはほとんど検出されなかった(図4(a))。
一方、加熱プレート2の設定温度を90℃に上げると、図4(b)に示すように評価基板の反りが検出されたので、10℃刻みで加熱プレート2の設定温度を変化させたとき(以下、本実施の形態において同じ)の反り開始温度は90℃であることが分かる。また、このときの反り量は約0.7mmであり、その戻り時間は約30秒であった。さらに加熱プレート2の設定温度を110℃とすると、図4(c)に示すように反り量は約0.9mm、戻り時間は約46秒となった。
Next, when the thickness of the evaluation substrate was 400 μm, even when the set temperature of the heating plate 2 was set to 80 ° C., almost no warpage was detected (FIG. 4A).
On the other hand, when the set temperature of the heating plate 2 is increased to 90 ° C., the warpage of the evaluation substrate is detected as shown in FIG. 4B, and therefore when the set temperature of the heating plate 2 is changed in increments of 10 ° C. ( Hereinafter, it is understood that the warping start temperature of the same in the present embodiment is 90 ° C. Further, the warping amount at this time was about 0.7 mm, and the return time was about 30 seconds. Furthermore, when the set temperature of the heating plate 2 was 110 ° C., the warpage amount was about 0.9 mm and the return time was about 46 seconds as shown in FIG.

このように、評価基板の厚さ(基板Wの種類)が異なれば反り開始温度は変化することが確かめられた。また、加熱プレート2の設定温度が同じであっても、基板Wの厚さが異なると、反り量や戻り時間の値も異なることが確認された。   Thus, it was confirmed that the warp start temperature changes if the thickness of the evaluation substrate (type of substrate W) is different. Further, even when the set temperature of the heating plate 2 is the same, it has been confirmed that when the thickness of the substrate W is different, the values of the warpage amount and the return time are also different.

以上に確認したように、反りが発生した基板Wは、戻り時間の経過後に平坦に戻る。そこで、予め基板Wに反りを発生させ、この戻り時間が経過した後で加熱プレート2上に載置すれば、平坦な基板Wに対して均一な加熱を行うことが可能となる。   As confirmed above, the substrate W in which the warpage has occurred returns to a flat state after the elapse of the return time. Therefore, if the substrate W is warped in advance and placed on the heating plate 2 after the return time has elapsed, the flat substrate W can be uniformly heated.

この点、加熱プレート2の上方側にて支持ピン3に支持されている基板Wは、加熱プレート2からの輻射熱などの影響を受けて温度が上昇する。そこで、本実施の形態の熱処理モジュール1は、支持ピン3が基板Wを支持する高さ位置を適切に調節することにより、支持ピン3に支持された状態で基板Wに反りを発生させることができる。さらに、戻り時間が経過後してから基板Wを加熱プレート2に載置することにより、平坦に戻った基板Wを加熱プレート2上で加熱することもできる。   In this regard, the temperature of the substrate W supported by the support pins 3 on the upper side of the heating plate 2 rises due to the influence of radiant heat from the heating plate 2 and the like. Therefore, the heat treatment module 1 of the present embodiment can cause the substrate W to warp while being supported by the support pins 3 by appropriately adjusting the height position at which the support pins 3 support the substrate W. it can. Further, by placing the substrate W on the heating plate 2 after the return time has elapsed, the substrate W that has returned to a flat surface can be heated on the heating plate 2.

これらの機能に関し、熱処理モジュール1は、図2に示すように、予め基板Wの種類(例えば厚さ寸法やレジスト膜などの塗布膜の有無、塗布膜の厚さ寸法や基板材料)をパラメータとして、加熱プレート2の設定温度(加熱プレート2上に基板Wを載置した場合には、十分な時間の経過後において基板Wの加熱温度とみなせる)に対する反り量や戻り時間に関する情報を反りデータ431として記憶している。   Regarding these functions, as shown in FIG. 2, the heat treatment module 1 previously uses the type of the substrate W (for example, the thickness dimension, the presence / absence of a coating film such as a resist film, the thickness dimension of the coating film, and the substrate material) as parameters. Warpage data 431 includes information on the warpage amount and return time with respect to the set temperature of the heating plate 2 (when the substrate W is placed on the heating plate 2, it can be regarded as the heating temperature of the substrate W after a sufficient time has elapsed). Remember as.

例えば反りデータ431は、図5(a)、(b)に示すように、基板Wの加熱温度に対して、反り量、及び戻り時間を対応付けたテーブルとして記憶されている(図5には、既述の評価基板に関する反りデータ431を示している)。図5に示した例によれば、基板Wの加熱温度を低い方から順に見たとき、反り量がゼロでなくなる温度が当該基板Wの反り開始温度に相当する。
なお、反りデータ431に設定する戻り時間は、実際に計測した戻り時間(図4(b)、(c)、図4(b)、(c)参照)に対し、余裕を持たせた値(例えば計測結果の10%増しの値や、一律、戻り時間を5秒増やした値など)としてもよい。
For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, the warpage data 431 is stored as a table in which the amount of warpage and the return time are associated with the heating temperature of the substrate W (in FIG. 5). The warp data 431 relating to the above-described evaluation board is shown). According to the example shown in FIG. 5, when the heating temperature of the substrate W is viewed in order from the lowest, the temperature at which the warpage amount is not zero corresponds to the warp start temperature of the substrate W.
Note that the return time set in the warpage data 431 is a value (with a margin) with respect to the actually measured return time (see FIGS. 4B, 4C, 4B, and 4C). For example, a value obtained by increasing the measurement result by 10%, a value obtained by uniformly increasing the return time by 5 seconds, or the like may be used.

さらに図2に示すように、熱処理モジュール1のメモリ43には支持ピン3に基板Wが支持されている高さ位置を種々変化させたとき、加熱プレート2の上面から基板Wの下面までの距離(以下、「ギャップ高さ」という)と対応付けて、室温(23℃)を基準とした基板Wの温度の経時変化が記憶されている(昇温特性データ432)。   Further, as shown in FIG. 2, the distance from the upper surface of the heating plate 2 to the lower surface of the substrate W when the height position at which the substrate W is supported by the support pins 3 is variously changed in the memory 43 of the heat treatment module 1. Corresponding to (hereinafter referred to as “gap height”), the temperature change of the substrate W with respect to room temperature (23 ° C.) is stored (temperature rise characteristic data 432).

これら昇温特性データ432は、基板Wの種類、及び加熱プレート2の設定温度をパラメータとして複数組記憶されている。図6は加熱プレート2の設定温度を110℃としたときの厚さ200μmの基板Wの昇温特性データ432を、ギャップ高さ毎に図示した昇温カーブである(ギャップ高さは例えば1.0mm刻みで作成され、図6にはその一部を示してある)。基板Wの温度が上昇している期間中の昇温カーブの傾き(昇温速度)は、ギャップ高さが大きくなるにつれて小さくなっている。即ち、ギャップ高さが大きいほど、基板Wの加熱に時間がかかってしまう。   A plurality of sets of the temperature rise characteristic data 432 are stored using the type of the substrate W and the set temperature of the heating plate 2 as parameters. FIG. 6 is a temperature rise curve showing the temperature rise characteristic data 432 of the substrate W having a thickness of 200 μm when the set temperature of the heating plate 2 is 110 ° C. for each gap height (the gap height is, for example, 1. (It is created in increments of 0 mm, part of which is shown in FIG. 6). The gradient (temperature increase rate) of the temperature increase curve during the period in which the temperature of the substrate W is increasing decreases as the gap height increases. That is, the larger the gap height, the longer it takes to heat the substrate W.

また、支持ピン3に支持された基板Wは、ギャップ高さが大きくなるほど、到達温度が低くなっている。従って、当該到達温度が反り開始温度よりも低くなるギャップ高さ位置に基板Wを配置しても、当該基板Wには反りが発生しない。このため、その後、加熱プレート2へ基板Wを載置すると、加熱プレート2で反りが発生してしまうことになる。   Further, the substrate W supported by the support pins 3 has a lower ultimate temperature as the gap height increases. Therefore, even if the substrate W is disposed at the gap height position where the ultimate temperature is lower than the warp start temperature, the substrate W does not warp. For this reason, when the substrate W is subsequently placed on the heating plate 2, the heating plate 2 is warped.

本実施の形態に係る熱処理モジュール1は、これら反りデータ431、昇温特性データ432に基づき、基板Wが加熱プレート2に載置される前に反りが発生し、且つ、戻り時間が経過する条件を満足するように、支持ピン3に支持された基板Wを順次、降下させながら加熱するシーケンスを作成する。
以下、当該加熱シーケンスを作成する手法について説明する。なお、以下の説明において、支持ピン3に支持された基板Wの昇降動作は、基板Wの昇温速度と比較して十分に速く行うことができるものとする。
The heat treatment module 1 according to the present embodiment is based on the warpage data 431 and the temperature rise characteristic data 432, and the condition that warpage occurs before the substrate W is placed on the heating plate 2 and the return time elapses. In order to satisfy the above, a sequence is created in which the substrate W supported by the support pins 3 is heated while being lowered.
Hereinafter, a method for creating the heating sequence will be described. In the following description, it is assumed that the raising / lowering operation of the substrate W supported by the support pins 3 can be performed sufficiently faster than the temperature increase rate of the substrate W.

既述のように本例の熱処理モジュール1においては、受け渡し位置にて支持ピン3に支持された基板Wを、あるギャップ高さ位置まで降下させて反りを発生させる。しかしながら、このように加熱プレート2上に直接、基板Wを載置せず、加熱プレート2よりも上方で加熱を開始する場合であっても、急激な温度変化に伴って基板Wに割れなどが発生してしまう場合もある。   As described above, in the heat treatment module 1 of this example, the substrate W supported by the support pins 3 at the delivery position is lowered to a certain gap height position to generate warpage. However, even when the substrate W is not placed directly on the heating plate 2 and heating is started above the heating plate 2, the substrate W is cracked due to a rapid temperature change. It may occur.

そこで本例の熱処理モジュール1は、反りを発生させるギャップ高さ位置(第1の高さ位置)に基板Wを移動させる前に、当該位置よりも上方側の位置(第2の高さ位置)にて予備加熱を行う。この予備加熱においては、基板Wに反りが発生してもよいし、発生しなくてもよい。   Therefore, the heat treatment module 1 of the present example has a position above the position (second height position) before moving the substrate W to the gap height position (first height position) that causes warpage. Preheat at. In this preliminary heating, the substrate W may or may not be warped.

このように、熱処理モジュール1は、予備加熱を行う段階(以下「第1段階」と呼ぶ)と、基板Wに反りを発生させる段階(以下、「第2段階」と呼ぶ)と、加熱プレート2に基板Wを載置する段階(以下、「第3段階」と呼ぶ)との3種類のギャップ高さ位置にて基板Wの加熱を行う。
本例における予備加熱の温度は例えば60℃に設定されている。そして、上述の加熱段階数データ422(3段階)、及び予備加熱温度データ421(60℃)は、予め制御部4のメモリ42に記憶されている(図2)。
As described above, the heat treatment module 1 includes a stage for performing preliminary heating (hereinafter referred to as “first stage”), a stage for generating warpage of the substrate W (hereinafter referred to as “second stage”), and a heating plate 2. The substrate W is heated at three kinds of gap height positions including the stage of placing the substrate W on the substrate (hereinafter referred to as “third stage”).
The preheating temperature in this example is set to 60 ° C., for example. The heating stage number data 422 (three stages) and the preheating temperature data 421 (60 ° C.) are stored in the memory 42 of the control unit 4 in advance (FIG. 2).

図7は、厚さ200μmの基板Wを、110℃に設定された加熱プレート2上に載置する加熱シーケンスにおける、基板Wの温度の経時変化の例を示している。
図7に示した例では、受け渡し位置(ギャップ高さ16.5mm)にて支持ピン3に受け渡された室温の基板Wが、第1段階で所定のギャップ高さ位置まで搬送されて予備加熱温度(60℃、図5(a)によれば反り開始温度でもある)まで昇温される。しかる後、さらに下方側のギャップ高さ位置に搬送され、第2段階で反り開始温度以上の温度(80℃)に昇温される。この第2段階では、反りが発生した基板Wの戻り時間が経過するのを待ち、その後、第3段階にて基板Wが加熱プレート2上に載置され、110℃に加熱される。
FIG. 7 shows an example of the change over time of the temperature of the substrate W in the heating sequence in which the substrate W having a thickness of 200 μm is placed on the heating plate 2 set to 110 ° C.
In the example shown in FIG. 7, the room-temperature substrate W delivered to the support pins 3 at the delivery position (gap height 16.5 mm) is transported to a predetermined gap height position in the first stage and preheated. The temperature is raised to a temperature (60 ° C., which is also a warp start temperature according to FIG. 5A). After that, it is further conveyed to the gap height position on the lower side, and the temperature is raised to a temperature (80 ° C.) higher than the warp start temperature in the second stage. In this second stage, waiting for the return time of the warped substrate W to elapse is performed, and then, in the third stage, the substrate W is placed on the heating plate 2 and heated to 110 ° C.

一方で、図6に示した昇温カーブを参照すると、基板Wの到達温度が予備加熱温度(60℃)や反りを発生させる温度(反り開始温度(60℃)以上の温度)となっているギャップ高さ位置の組み合わせは多数ある。このため、予備加熱が行われる位置、基板Wに反りを発生させる位置、及び加熱プレート2上の各々における基板Wの加熱時間(図7に示す加熱時間A、B、C(秒))も様々な値を取り得る。
そこで本例の熱処理モジュール1は、以下に説明する方針に基づいて、各段階におけるギャップ高さ位置や、加熱時間を決定する。
On the other hand, referring to the temperature rise curve shown in FIG. 6, the ultimate temperature of the substrate W is a preheating temperature (60 ° C.) or a temperature at which warpage occurs (temperature equal to or higher than the warp start temperature (60 ° C.)). There are many combinations of gap height positions. For this reason, the position where preheating is performed, the position where the substrate W is warped, and the heating time of the substrate W on each of the heating plates 2 (heating times A, B, C (seconds) shown in FIG. 7) are also various. Can take any value.
Therefore, the heat treatment module 1 of this example determines the gap height position and the heating time at each stage based on the policy described below.

図8は、受け渡し位置にて基板Wが支持ピン3に受け渡された後、当該基板Wを直ちに加熱プレート2に載置して加熱を開始する従来法における基板Wの温度の径時変化を示している。従来法によれば、室温で搬送されてきた基板Wが急激に加熱プレート2の温度(T3=110℃)にまで昇温され、その状態で所定時間だけ加熱が継続される。   FIG. 8 shows the change of the temperature of the substrate W over time in the conventional method in which the substrate W is immediately placed on the heating plate 2 and heating starts after the substrate W is delivered to the support pins 3 at the delivery position. Show. According to the conventional method, the substrate W transferred at room temperature is rapidly heated to the temperature of the heating plate 2 (T3 = 110 ° C.), and heating is continued for a predetermined time in this state.

この従来法における基板W温度の径時変化と比較して、図7に示した基板Wの温度の径時変化は、ギャップ高さ位置の変化に応じて、基板Wの温度が徐々に上昇する点で異なっている。このように、基板Wの温度の径時変化が従来法とは異なっているとしても、基板Wの処理結果(例えば、レジスト膜のベーク処理の場合は、レジスト膜中の溶剤の残存量など)は互いにほぼ同じである必要がある。   Compared with the change with time of the diameter of the substrate W in the conventional method, the change with time of the temperature of the substrate W shown in FIG. 7 gradually increases as the gap height changes. It is different in point. As described above, even if the temperature change of the temperature of the substrate W is different from the conventional method, the processing result of the substrate W (for example, in the case of the resist film baking process, the residual amount of the solvent in the resist film, etc.) Need to be approximately the same.

この点につき発明者らは、図8中に斜線で塗りつぶした期間における基板Wの温度の時間積分値(以下、「熱履歴」という)が、図7に示すA〜Cの期間(第1段階〜第3段階)中の熱履歴と同じであれば、両加熱法における基板Wの処理結果は、ほぼ同じになることを把握している。   In this regard, the inventors found that the time integral value of the temperature of the substrate W (hereinafter referred to as “thermal history”) during the period filled in with diagonal lines in FIG. If it is the same as the thermal history in the third stage), it is understood that the processing results of the substrate W in both heating methods are almost the same.

そこで図2に示すように、本例の熱処理モジュール1の熱履歴設定データ433には、予め基板Wの種類毎に、図8に示した従来法の熱履歴が熱履歴設定データ433として記憶されている。そして、選択された基板Wの種類に対応する熱履歴設定データ433とほぼ一致する熱履歴が実現されるように、各段階におけるギャップ高さ位置や加熱時間が決定される。   Therefore, as shown in FIG. 2, in the heat history setting data 433 of the heat treatment module 1 of this example, the heat history of the conventional method shown in FIG. 8 is stored in advance as the heat history setting data 433 for each type of substrate W. ing. Then, the gap height position and the heating time at each stage are determined so that a heat history substantially matching the heat history setting data 433 corresponding to the type of the selected substrate W is realized.

第1段階〜第3段階の熱履歴は、例えば図9に示すように各段階における昇温速度を直線近似することにより求める。本例においては、第1段階、及び第2段階にて直線近似される昇温速度が予め決められており、昇温速度データ423として制御部4のメモリ42に予め記憶されている(図2)。本例では、第1段階の昇温速度は0.5℃/秒、第2段階の昇温速度は1.0℃/秒に設定されている。   The thermal history of the first stage to the third stage is obtained, for example, by linearly approximating the temperature increase rate at each stage as shown in FIG. In this example, the temperature increase rate that is linearly approximated in the first stage and the second stage is determined in advance, and stored in advance in the memory 42 of the control unit 4 as the temperature increase rate data 423 (FIG. 2). ). In this example, the first stage temperature rise rate is set to 0.5 ° C./second, and the second stage temperature rise rate is set to 1.0 ° C./second.

そして、第1段階のギャップ高さ位置の決定においては、昇温特性データ432の中から、基板Wを室温から60℃(予備加熱温度、図9のT1)に加熱する期間中の昇温速度の平均の傾きが0.5℃/秒にもっとも近いギャップ高さ位置を選択する。そしてこの昇温速度にて基板Wを室温から60℃に加熱するのに要する時間が加熱時間Aとなる。
第1段階において、室温(23℃)から予備加熱温度(T1)に加熱される基板Wの熱履歴V1は、以下の(1)式で表される。
V1=(T1―23)*A/2 …(1)
In determining the gap height position in the first stage, the temperature increase rate during the period of heating the substrate W from room temperature to 60 ° C. (preheating temperature, T1 in FIG. 9) from the temperature increase characteristic data 432. The gap height position where the average slope of is closest to 0.5 ° C./sec is selected. The time required to heat the substrate W from room temperature to 60 ° C. at this rate of temperature rise is the heating time A.
In the first stage, the thermal history V1 of the substrate W heated from room temperature (23 ° C.) to the preheating temperature (T1) is expressed by the following equation (1).
V1 = (T1-23) * A / 2 (1)

次いで、第2段階のギャップ高さ位置の決定においては、60℃に予備加熱された基板Wが反り開始温度以上の温度に加熱され、且つ、戻り時間の経過後に基板Wが加熱プレート2に載置されるように、加熱時間Bが決定される。   Next, in the determination of the gap height position in the second stage, the substrate W preheated to 60 ° C. is heated to a temperature equal to or higher than the warp start temperature, and the substrate W is mounted on the heating plate 2 after the return time elapses. The heating time B is determined so as to be placed.

即ち、反り開始温度が予備加熱温度よりも低い場合には、「第1段階にて基板Wが反り開始温度に到達した時点〜予備加熱温度に到達した時点までの時間A’+第2段階の加熱時間B≧戻り時間」となるように、第2段階の昇温速度1.0℃/秒から、第2段階を完了する温度が決定される。   That is, when the warp start temperature is lower than the preheating temperature, “the time A ′ + the time from the time when the substrate W reaches the warp start temperature in the first stage to the time when the substrate W reaches the preheat temperature + the second stage The temperature for completing the second stage is determined from the temperature increase rate of 1.0 ° C./second in the second stage so that “heating time B ≧ return time”.

また、反り開始時間が予備加熱温度よりも高い場合には、基板Wを予備加熱温度から反り開始温度まで昇温するまでに要する加熱時間をB1、さらに反り開始時間に到達後、第2段階を終了するまでの加熱時間をB2としたとき、「B2≧戻り時間」となるように、第2段階の昇温速度1.0℃/秒から、第2段階を完了する温度が決定される。   If the warpage start time is higher than the preheating temperature, the heating time required to raise the temperature of the substrate W from the preheating temperature to the warpage start temperature is B1, and after reaching the warpage start time, the second stage is performed. The temperature for completing the second stage is determined from the temperature increase rate of 1.0 ° C./second in the second stage so that “B2 ≧ return time” when the heating time until the end is B2.

ここで、図5(a)、(b)に示すように、反りが発生した基板Wの戻り時間は、基板Wの加熱温度が高くなるに連れて長くなる。しかしながら図3、図4を用いて説明したように、当該戻り時間は室温の基板Wを各加熱温度に設定された加熱プレート2に載置した場合の急激な温度変化の発生に伴う反りの発生後の戻り時間である。   Here, as shown in FIGS. 5A and 5B, the return time of the substrate W in which the warpage has occurred becomes longer as the heating temperature of the substrate W becomes higher. However, as described with reference to FIGS. 3 and 4, the return time is the occurrence of warpage due to a sudden temperature change when the substrate W at room temperature is placed on the heating plate 2 set to each heating temperature. Later return time.

この点、段階的に昇温を行う本例の熱処理モジュール1においては、反りの発生はより穏やかであり、各ギャップ高さ位置にて基板Wの温度が上昇しても、戻り時間が大きく変化する可能性は小さいと考えられる。そこで、本例においては反り開始温度における戻り時間に基づいて、第2段階の加熱時間Bを決定することとする。なお、予備実験により第1段階や第2段階の昇温速度(0.5℃/秒、1.0℃/秒)で温度が変化する条件下での戻り時間を把握しておき、この戻り時間を反りデータ431として記憶しておいてもよいことは勿論である。また、既述のように反りデータ431に記載の戻り時間は、実測結果に対して余裕を持たせておいてもよいので、この余裕の設定幅により温度変化の影響を吸収してもよい。   In this regard, in the heat treatment module 1 of the present example in which the temperature is raised stepwise, the occurrence of warping is milder, and the return time varies greatly even if the temperature of the substrate W rises at each gap height position. The possibility to do is considered small. Therefore, in this example, the second stage heating time B is determined based on the return time at the warp start temperature. It should be noted that the return time under conditions where the temperature changes at the first stage or second stage temperature increase rate (0.5 ° C./sec, 1.0 ° C./sec) is obtained by preliminary experiments. Of course, the time may be stored as warpage data 431. Further, as described above, the return time described in the warp data 431 may have a margin with respect to the actual measurement result, and the influence of the temperature change may be absorbed by this margin setting range.

以上に説明した手法により第2段階の加熱を終える温度T2が決定されたら、昇温特性データ432の中から、基板Wを温度T1からT2に加熱する期間中の昇温速度の平均の傾きが1.0℃/秒にもっとも近いギャップ高さ位置を選択する。そしてこの昇温速度にて基板Wを温度T1からT2に加熱するのに要する時間が加熱時間Bとなる。
第2段階において、予備加熱温度(T1)から温度T2に加熱される基板Wの熱履歴V2は、以下の(2)式で表される。
V2=(T2―T1)*B/2+(T1―23)*B …(2)
When the temperature T2 at which the second stage of heating is finished is determined by the method described above, the average gradient of the temperature increase rate during the period of heating the substrate W from the temperature T1 to T2 is determined from the temperature increase characteristic data 432. Select the gap height position closest to 1.0 ° C / sec. The time required to heat the substrate W from the temperature T1 to T2 at this temperature increase rate is the heating time B.
In the second stage, the thermal history V2 of the substrate W heated from the preheating temperature (T1) to the temperature T2 is expressed by the following equation (2).
V2 = (T2-T1) * B / 2 + (T1-23) * B (2)

しかる後、温度T2加熱された基板Wを加熱プレート2に載置する(第3段階)。このとき、基板Wが温度T2から、加熱プレート2上における加熱温度T3に昇温されるまでに要する時間をa秒とする。
第3段階において、加熱プレート2から基板Wを上昇させ、加熱を終えるまでの基板Wの熱履歴V3は、以下の(3)式で表される。
V3=(T3―23)*C―(T3―T2)*a/2 …(3)
Thereafter, the substrate W heated at the temperature T2 is placed on the heating plate 2 (third stage). At this time, the time required for the substrate W to be heated from the temperature T2 to the heating temperature T3 on the heating plate 2 is a second.
In the third stage, the thermal history V3 of the substrate W until the substrate W is raised from the heating plate 2 and the heating is finished is expressed by the following equation (3).
V3 = (T3-23) * C- (T3-T2) * a / 2 (3)

図9に示した基板Wの熱履歴を、図8に示す従来の熱履歴と揃えるためには、熱履歴設定データ433であるVと、第1段階〜第3段階の熱履歴V1〜V3の合計とを一致させればよい(下記(4)式)。
V=V1+V2+V3 …(4)
In order to align the thermal history of the substrate W shown in FIG. 9 with the conventional thermal history shown in FIG. 8, V which is the thermal history setting data 433 and the first to third stage thermal histories V1 to V3. What is necessary is just to make the sum total (Formula (4) below).
V = V1 + V2 + V3 (4)

そこで本例においては、(4)式の条件を満足するように、第2段階の加熱時間B、第3段階の加熱時間Cが決定される。例えば、処理時間を短くする観点から、戻り時間に対する制約を満たしつつ最短になるように第2段階における加熱時間B(即ち温度T2)を先に決定する(T1>反り開始温度の場合、「A’+B=戻り時間」、T1≦反り開始温度の場合、「B2=戻り時間」)。しかる後、(4)式の条件を満足するように、第3段階の加熱時間Cを決定する。   Therefore, in this example, the second stage heating time B and the third stage heating time C are determined so as to satisfy the condition of the expression (4). For example, from the viewpoint of shortening the processing time, the heating time B (that is, the temperature T2) in the second stage is first determined so as to be the shortest while satisfying the restriction on the return time (when T1> warp start temperature, “A “+ B = return time”, and when T1 ≦ warp start temperature, “B2 = return time”). Thereafter, the third stage heating time C is determined so as to satisfy the condition of the expression (4).

ここで例えば図5(b)に示した厚さ400μmにおける反りデータ431のように、反り開始温度が90℃であり、1.0℃/秒の昇温速度で昇温を行うと、30秒の戻り時間を確保することができない場合もある。また、選択されたギャップ高さ位置が、基板Wの反り量の最大変位よりも小さくなってしまう場合もあり得る。   Here, for example, as shown in the warp data 431 at a thickness of 400 μm shown in FIG. 5B, when the warp start temperature is 90 ° C. and the temperature is raised at a temperature rise rate of 1.0 ° C./sec, 30 seconds. In some cases, it is not possible to secure the return time. In addition, the selected gap height position may be smaller than the maximum displacement of the warpage amount of the substrate W.

このように加熱シーケンスが制約に抵触した場合には、インターフェース部5からエラーを発報し、例えば第2段階の昇温速度を低下させる変更を受け付ける。このとき、加熱段階の数を増やして例えば予備加熱温度まで昇温を行った後(第1段階)、昇温速度を2回に分けて変化させ(第2段階、第3段階)、その後、加熱プレート2上に基板Wを載置する(第4段階)設定を受け付けてもよい。   In this way, when the heating sequence conflicts with the restriction, an error is issued from the interface unit 5 and, for example, a change that decreases the temperature increase rate in the second stage is accepted. At this time, after increasing the number of heating stages and raising the temperature to, for example, the preheating temperature (first stage), the temperature raising rate is changed in two steps (second stage, third stage), and then You may receive the setting which mounts the board | substrate W on the heating plate 2 (4th step).

以上に説明した各段階のギャップ高さ位置、及び加熱時間の決定法は、加熱シーケンス設定プログラム424として制御部4のメモリ42に記憶されている。なお、説明の便宜上、図2においては予備加熱温度データ421などが記憶されているメモリ42と、反りデータ431などが記憶されているメモリ43とを別々に示したが、これらのメモリ42、43を共通にしてもよいことは勿論である。   The gap height position at each stage and the heating time determination method described above are stored in the memory 42 of the control unit 4 as the heating sequence setting program 424. For convenience of explanation, in FIG. 2, the memory 42 storing the preheating temperature data 421 and the like and the memory 43 storing the warpage data 431 and the like are shown separately, but these memories 42 and 43 are shown. Of course, they may be shared.

以上に説明した構成を備える熱処理モジュール1の動作について、図10〜図14を参照しながら説明する。
はじめに、基板Wの加熱シーケンスを作成する動作について、図10のフロー図を参照しながら説明する。
The operation of the heat treatment module 1 having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
First, an operation for creating a heating sequence for the substrate W will be described with reference to the flowchart of FIG.

例えば新しいロットの基板Wの処理を開始するタイミングにて(スタート)、インターフェース部5を介してオペレータから基板情報(基板Wの厚さ寸法、塗布膜の有無、塗布膜の厚さ寸法や基板材料など)、処理条件(加熱プレート2の設定温度や処理空間内の圧力条件)の入力を受け付ける(ステップS101)。   For example, at the timing of starting the processing of a new lot of substrates W (start), the substrate information (the thickness dimension of the substrate W, the presence / absence of the coating film, the thickness dimension of the coating film, the substrate material) from the operator via the interface unit 5 Etc.) and processing conditions (set temperature of the heating plate 2 and pressure conditions in the processing space) are received (step S101).

入力された加熱プレート2の設定温度において、基板Wに反りが発生しない場合には(ステップS102;NO)、加熱プレート2上に基板Wを直接載置して加熱を行うレシピを作成するように、レシピ作成データを出力し(ステップS103)、加熱シーケンスの作成動作を終える(エンド)。   If the substrate W does not warp at the input set temperature of the heating plate 2 (step S102; NO), a recipe for heating the substrate W directly on the heating plate 2 is created. Recipe creation data is output (step S103), and the creation operation of the heating sequence is finished (end).

入力された設定温度にて、基板Wに反りが発生する場合には(ステップS102;YES)、図7〜図9を用いて説明した手法により、昇温特性データ432から各段階におけるギャップ高さ位置を選択し(ステップS104)、作成する加熱シーケンスの熱履歴が入力された基板情報、処理条件における熱履歴設定データ433と揃うように各段階の加熱時間を決定する(ステップS105)。   When the substrate W is warped at the input set temperature (step S102; YES), the gap height at each stage is determined from the temperature rise characteristic data 432 by the method described with reference to FIGS. The position is selected (step S104), and the heating time for each stage is determined so that the thermal history of the heating sequence to be created is aligned with the input substrate information and the thermal history setting data 433 in the processing conditions (step S105).

そして作成した加熱シーケンスが、戻り時間が確保されていることやギャップ高さ位置が反り量の最大変位よりも大きいことなどの制約を満足していることを確認する(ステップS106)。これらの制約を満足しない場合には(ステップS106;NO)、インターフェース部5からエラーを発報して、オペレータより昇温速度データ423などのパラメータの変更を受け付けた後(ステップS108)、加熱シーケンスの作成を繰り返す(ステップS104、105)   Then, it is confirmed that the created heating sequence satisfies the constraints such as the return time being secured and the gap height position being larger than the maximum displacement of the warp amount (step S106). If these constraints are not satisfied (step S106; NO), an error is reported from the interface unit 5, and after changing parameters such as the temperature increase rate data 423 from the operator (step S108), the heating sequence is performed. Is repeated (steps S104 and S105).

一方、制約を満足する加熱シーケンスが作成できたら(ステップS106;YES)、各段階のギャップ高さ及び加熱時間をレシピ作成データとして出力し(ステップS107)、加熱シーケンスの作成動作を終える(エンド)。   On the other hand, if a heating sequence that satisfies the constraints can be created (step S106; YES), the gap height and heating time at each stage are output as recipe creation data (step S107), and the creation operation of the heating sequence ends (end). .

上述の動作により、加熱シーケンスが作成されたら、熱処理モジュール1に基板Wを搬送して加熱を行う。
はじめに熱処理モジュール1は、予め設定された処理条件の設定温度まで加熱プレート2を昇温させた状態で待機している。そして例えば、塗布、現像装置の塗布モジュールにてレジスト液の塗布が行われ、または現像モジュールにて現像液が供給されて現像された後の基板Wが基板搬送機構により熱処理モジュール1に搬送される。このとき図11に示すように、熱処理モジュール1は、筒状壁部12を基台部11内まで降下させ、支持ピン3を受け渡し位置まで上昇させ、熱処理モジュール1内に進入した基板搬送機構から基板Wを受け取る。
When the heating sequence is created by the above-described operation, the substrate W is transferred to the heat treatment module 1 and heated.
First, the heat treatment module 1 stands by in a state in which the heating plate 2 is heated to a preset temperature of processing conditions set in advance. Then, for example, the resist solution is applied by the application module of the application / development apparatus, or the substrate W after the development solution is supplied and developed by the development module is transferred to the heat treatment module 1 by the substrate transfer mechanism. . At this time, as shown in FIG. 11, the heat treatment module 1 lowers the cylindrical wall portion 12 to the inside of the base portion 11, raises the support pin 3 to the delivery position, and moves from the substrate transport mechanism that has entered the heat treatment module 1. The substrate W is received.

しかる後、筒状壁部12を上昇させて蓋部13と筒状壁部12に囲まれた処理空間内を排気すると共に、基板Wを第1段階のギャップ高さ位置まで降下させて、予備加熱温度(T1)まで加熱する(図12)。
基板Wが予備加熱温度まで昇温されたら、当該基板Wを第2段階のギャップ高さ位置まで降下させて、予め設定された温度(T2)まで昇温する(図13)。
Thereafter, the cylindrical wall portion 12 is raised to evacuate the processing space surrounded by the lid portion 13 and the cylindrical wall portion 12, and the substrate W is lowered to the gap height position in the first stage. Heat to the heating temperature (T1) (FIG. 12).
When the temperature of the substrate W is raised to the preheating temperature, the substrate W is lowered to the gap height position in the second stage, and the temperature is raised to a preset temperature (T2) (FIG. 13).

そして基板Wが温度T2まで昇温されたら、当該基板Wを加熱プレート2上に載置し、加熱シーケンスに定められた時間だけ加熱を行う(図14)。
しかる後、所定時間が経過すると、受け渡し位置まで基板Wを上昇させ、処理空間内の排気を停止して筒状壁部12を降下させ、基板Wを搬出する。なお搬出前に基板Wを冷却する必要がある場合には、例えば受け渡し位置にて所定時間だけ待機させた後、基板Wを搬出してもよい。
Then, when the temperature of the substrate W is raised to the temperature T2, the substrate W is placed on the heating plate 2 and heated for a time determined in the heating sequence (FIG. 14).
Thereafter, when a predetermined time elapses, the substrate W is raised to the delivery position, the exhaust in the processing space is stopped, the cylindrical wall portion 12 is lowered, and the substrate W is carried out. When it is necessary to cool the substrate W before unloading, the substrate W may be unloaded after waiting for a predetermined time at the transfer position, for example.

これらの動作において、図15(a)に示すように平坦な状態で支持ピン3に受け渡された基板Wが、第1段階、第2段階と順次、昇温される過程で反りが発生し(図15(b))、その後、平坦な状態に戻ってから加熱プレート2上に載置されて加熱が行われることとなる(図15(c))。
処理が完了すると熱処理モジュール1は、支持ピン3を上昇させ、筒状壁部12を降下させて受け渡し位置まで搬送し、筒状壁部12を降下させる。しかる後、基板Wは、熱処理モジュール内に進入した基板搬送機構に受け渡され、次の処理モジュールへと搬送される。
In these operations, as shown in FIG. 15A, warpage occurs in the process in which the substrate W transferred to the support pins 3 in a flat state is sequentially heated in the first and second stages. After that, after returning to a flat state, it is placed on the heating plate 2 and heated (FIG. 15C).
When the processing is completed, the heat treatment module 1 raises the support pins 3, lowers the cylindrical wall portion 12 and conveys it to the delivery position, and lowers the cylindrical wall portion 12. Thereafter, the substrate W is transferred to the substrate transfer mechanism that has entered the heat treatment module and transferred to the next processing module.

本実施の形態に係わる熱処理モジュール1によれば以下の効果がある。支持ピン3に支持された基板Wが加熱プレート2の上方側で加熱され、基板Wに反りが発生する温度まで昇温された後、反りの発生した基板Wが平坦に戻る戻り時間が経過してから当該基板Wを加熱プレート2に載置するので、平坦な基板Wに対して均一且な加熱を行うことができる。また、反りが解消された後には基板Wを加熱プレート2上に載置して加熱を行うことにより、処理時間の増大を抑え、迅速に処理を行うことができる。   The heat treatment module 1 according to the present embodiment has the following effects. After the substrate W supported by the support pins 3 is heated on the upper side of the heating plate 2 and heated to a temperature at which the substrate W is warped, a return time elapses for the warped substrate W to return flat. Then, the substrate W is placed on the heating plate 2, so that the flat substrate W can be heated uniformly. Further, after the warp is eliminated, the substrate W is placed on the heating plate 2 and heated, so that an increase in processing time can be suppressed and processing can be performed quickly.

ここで、本実施の形態に係る熱処理モジュール1を用いて加熱する基板Wの種類はタンタル酸リチウムを基板材料とするものに限定されない。タンタル酸リチウムを含む、ガリウムヒ素、ニオブ酸リチウムからなる基板材料群から選択された基板材料により構成された基板Wに対しても、熱処理モジュール1を用いた段階的な昇温を行うことにより、反りの影響を抑えて均一な加熱を行うことができる。これらの基板材料を物性の観点から見たとき、熱伝導率が55W/(m・℃)以下の基板材料であれば、加熱の際の反りの問題が発生し得るので、本例の熱処理モジュール1を用いて加熱を行うことによる反りの影響の抑制効果が得られる。   Here, the type of the substrate W to be heated using the heat treatment module 1 according to the present embodiment is not limited to the one using lithium tantalate as the substrate material. By performing stepwise temperature rise using the heat treatment module 1 on the substrate W composed of a substrate material selected from a substrate material group consisting of lithium tantalate, gallium arsenide, and lithium niobate, Uniform heating can be performed while suppressing the influence of warpage. When these substrate materials are viewed from the viewpoint of physical properties, if the substrate material has a thermal conductivity of 55 W / (m · ° C.) or less, the problem of warping during heating may occur. The effect of suppressing the influence of warping due to heating using 1 can be obtained.

また、基板Wの加熱が行われる処理空間内を排気することは必須ではなく、大気雰囲気下や不活性ガス雰囲気下で加熱を行ってもよい。さらに、処理空間は図1に示す筒状壁部12、蓋部13を用いて構成する例に限定されず、例えば基板Wの搬入出口が形成された筐体内に加熱プレート2を設け、前記搬入出口をシャッターで開閉する構造としてもよい。   Further, it is not essential to exhaust the processing space in which the substrate W is heated, and the heating may be performed in an air atmosphere or an inert gas atmosphere. Further, the processing space is not limited to the example configured using the cylindrical wall portion 12 and the lid portion 13 shown in FIG. 1. For example, the heating plate 2 is provided in a housing in which a loading / unloading port for the substrate W is formed, and the loading is performed. It is good also as a structure which opens and closes an exit with a shutter.

さらにまた、加熱プレート2の設定温度は、基板Wを載置して処理する際の温度に予め昇温しておく場合に限られず、基板Wの降下に合わせて加熱プレート2の温度を変化させてもよい。例えば、第1段階〜第3段階へと基板Wを降下させるに連れて、次第に加熱プレート2の温度を上昇させる場合が考えられる。   Furthermore, the set temperature of the heating plate 2 is not limited to the case where the temperature is raised in advance to the temperature when the substrate W is placed and processed, and the temperature of the heating plate 2 is changed in accordance with the lowering of the substrate W. May be. For example, there may be a case where the temperature of the heating plate 2 is gradually raised as the substrate W is lowered from the first stage to the third stage.

これらに加え、反りが発生した基板Wについて、戻り時間が経過したタイミングを知る手法は、予め把握しておいた基板Wの温度と戻り時間との関係に基づいて推定する場合に限定されない。例えば加熱プレート2の上方にて支持ピン3に支持されている基板Wの反りをレーザー変位計にてリアルタイムで監視してもよい。例えば基板Wの反りの発生は、基板Wの中心部側と周縁部側との複数箇所の高さ位置を検出し、これらの位置の差を求めることにより特定することができる。   In addition to these, the method of knowing the timing at which the return time has elapsed for the substrate W in which the warpage has occurred is not limited to the case of estimating based on the relationship between the temperature of the substrate W and the return time that have been grasped in advance. For example, warpage of the substrate W supported by the support pins 3 above the heating plate 2 may be monitored in real time with a laser displacement meter. For example, the occurrence of warpage of the substrate W can be identified by detecting the height positions at a plurality of locations on the center side and the peripheral edge side of the substrate W and obtaining the difference between these positions.

この場合には、受け渡し位置から基板Wをゆっくりと降下させ、反りの発生後、平坦に戻ったことが検出されたタイミングにて基板Wの降下速度を上げ、加熱プレート2上に載置する手法を採用してもよい。このような手法は、処理結果に対する熱履歴の影響が小さいタイプの基板Wにおいて有効である。
この例のように、支持ピン3に支持された基板Wは、所定のギャップ高さ位置(既述の第1、第2の高さ位置)にて停止させて加熱を行うことは必須ではなく、基板Wを連続的に降下させながら加熱を行ってもよい。
In this case, a method of slowly lowering the substrate W from the delivery position, increasing the descending speed of the substrate W at the timing when it is detected that the substrate W has returned to the flat state after the occurrence of warping, and placing the substrate W on the heating plate 2. May be adopted. Such a technique is effective for the type of substrate W in which the influence of the thermal history on the processing result is small.
As in this example, it is not essential to heat the substrate W supported by the support pins 3 at a predetermined gap height position (first and second height positions described above). The substrate W may be heated while being continuously lowered.

W 基板
1 熱処理モジュール
2 加熱プレート
3 支持ピン
31 昇降部材
32 昇降モーター
4 制御部
431 反りデータ
432 昇温特性データ
433 熱履歴設定データ
W Substrate 1 Heat treatment module 2 Heating plate 3 Support pin 31 Lifting member 32 Lifting motor 4 Control unit 431 Warpage data 432 Temperature rise characteristic data 433 Thermal history setting data

Claims (17)

基板の加熱を行う熱処理装置において、
昇温の過程で反りが発生し、その後、平坦に戻る基板が載置され、当該基板を加熱する加熱温度に調節される加熱プレートと
前記加熱プレートに対して突没自在に設けられ、基板を下面側から支持する支持部材と、
前記加熱プレートの上方側に設定され、前記支持部材に対する基板の受け渡しが行われる受け渡し位置と、当該加熱プレートの下方側の位置との間で、前記支持部材を昇降させる昇降機構と、
前記受け渡し位置から基板を降下させる期間中、前記加熱プレートの上方側にて当該加熱プレートからの熱により反りが発生する温度まで基板を昇温し、次いで、基板が平坦に戻るまでの戻り時間の経過後に当該基板を加熱プレートに載置するように前記昇降機構を作動させて、前記支持部材の位置制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする熱処理装置。
In a heat treatment apparatus for heating a substrate,
A substrate that warps in the process of temperature rise and then returns to a flat surface is placed, a heating plate that is adjusted to a heating temperature that heats the substrate, and a projection that can be protruded from the heating plate. A support member for supporting from the lower surface side;
An elevating mechanism that is set on the upper side of the heating plate and moves the support member up and down between a delivery position where the substrate is delivered to the support member and a position on the lower side of the heating plate;
During the period in which the substrate is lowered from the delivery position, the substrate is heated up to a temperature at which warpage occurs due to the heat from the heating plate above the heating plate, and then the return time until the substrate returns to flatness is reached. And a controller that controls the position of the support member by operating the elevating mechanism so that the substrate is placed on the heating plate after the elapse of time.
前記制御部は、前記反りが発生する温度以上の温度に基板が昇温される第1の高さ位置にて前記支持部材の降下を停止させ、処理対象の基板に反りが発生し、前記戻り時間が経過した後に、再度、前記支持部材を降下させるように前記昇降機構を制御することを特徴とする請求項1に記載の熱処理装置。   The control unit stops the descent of the support member at a first height position where the substrate is heated to a temperature equal to or higher than the temperature at which the warpage occurs, the warp occurs in the substrate to be processed, and the return 2. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the elevating mechanism is controlled so as to lower the support member again after a lapse of time. 前記第1の高さ位置は、加熱プレートからの距離が、当該位置にて基板に発生する反りの高さ方向の最大変位よりも大きくなる位置に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の熱処理装置。   The first height position is set such that a distance from the heating plate is larger than a maximum displacement in a height direction of a warp generated in the substrate at the position. The heat processing apparatus as described in. 前記制御部は、前記第1の高さ位置よりも上方側の第2の高さ位置にて前記支持部材の降下を停止させ、処理対象の基板を予備加熱した後に、再度、前記支持部材を降下させるように前記昇降機構を制御することを特徴とする請求項2または3に記載の熱処理装置。   The controller stops the lowering of the support member at a second height position above the first height position, preheats the substrate to be processed, and then moves the support member again. The heat treatment apparatus according to claim 2 or 3, wherein the elevating mechanism is controlled so as to be lowered. 前記制御部は、予め基板の種類毎に取得した、基板に反りが発生する温度と前記戻り時間との対応関係に基づいて、処理対象の基板についての前記戻り時間が経過するタイミングを推定することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の熱処理装置。   The control unit estimates the timing at which the return time for the substrate to be processed elapses based on the correspondence relationship between the return time and the temperature at which the substrate warps, which is acquired in advance for each type of substrate. The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein: 前記制御部は、予め基板の種類毎に取得した、前記加熱温度に調節された加熱プレートから基板までの距離と、当該基板の温度の経時変化との関係に基づいて、処理対象の基板の温度を推定し、前記支持部材を降下させる際の位置制御に用いることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一つに記載の熱処理装置。   The control unit obtains the temperature of the substrate to be processed based on the relationship between the distance from the heating plate adjusted to the heating temperature to the substrate, which is acquired in advance for each type of substrate, and the temporal change in the temperature of the substrate. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the heat treatment apparatus is used for position control when the support member is lowered. 前記制御部は、前記受け渡し位置にて支持部材に基板を渡してから、前記加熱プレートの載置面に基板を載置し、その後、当該載置面から基板を上昇させるまでの期間中の基板の温度の時間積分値が、予め設定された値となるように設定された加熱シーケンスに基づいて、前記支持部材を昇降させる位置とタイミングとを決めることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一つに記載の熱処理装置。   The control unit transfers the substrate to the support member at the delivery position, mounts the substrate on the mounting surface of the heating plate, and then lifts the substrate from the mounting surface. 7. The position and timing for raising and lowering the support member are determined based on a heating sequence set so that a time integral value of the temperature becomes a preset value. The heat processing apparatus as described in any one. 前記基板の温度の時間積分値は、予め基板の種類毎に取得した、前記加熱プレートから基板までの距離と、当該基板の平均の昇温速度との関係に基づいて求められることを特徴とする請求項7に記載の熱処理装置。   The time integral value of the temperature of the substrate is obtained on the basis of the relationship between the distance from the heating plate to the substrate and the average temperature increase rate of the substrate, obtained in advance for each type of substrate. The heat treatment apparatus according to claim 7. 前記基板は、タンタル酸リチウム、ガリウムヒ素、ニオブ酸リチウムからなる基板材料群から選択された基板材料により構成されることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一つに記載の熱処理装置。   9. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the substrate is made of a substrate material selected from a substrate material group consisting of lithium tantalate, gallium arsenide, and lithium niobate. 前記基板は、熱伝導率が55W/(m・℃)以下の基板材料により構成されることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一つに記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the substrate is made of a substrate material having a thermal conductivity of 55 W / (m · ° C.) or less. 基板を加熱プレートに載置して加熱を行う熱処理方法において、
前記加熱プレートの上方側に設定された受け渡し位置にて、前記加熱プレートに対して突没自在に設けられた支持部材に基板を支持させる工程と、
前記支持部材を降下させて基板を移動させる期間中、前記加熱プレートの上方側にて当該加熱プレートからの熱により基板を昇温し、当該基板に反りを発生させる工程と、
前記加熱プレートの上方側にて、前記反りの発生後、基板が平坦に戻る戻り時間の経過を待つ工程と、
前記戻り時間の経過後に、前記支持部材を前記加熱プレートの下方側へ降下させて、当該基板を加熱プレートに載置する工程と、を含むことを特徴とする熱処理方法。
In a heat treatment method in which a substrate is placed on a heating plate and heated,
A step of supporting a substrate on a support member provided so as to be able to project and retract with respect to the heating plate at a delivery position set on the upper side of the heating plate;
A step of raising the substrate by heat from the heating plate on the upper side of the heating plate during a period of moving the substrate by lowering the support member, and generating warpage of the substrate;
On the upper side of the heating plate, waiting for the elapse of a return time for the substrate to return to flat after the occurrence of the warpage;
And a step of lowering the support member to the lower side of the heating plate and placing the substrate on the heating plate after the return time has elapsed.
前記基板に反りを発生させる工程、及び戻り時間の経過を待つ工程は、反りが発生する温度以上の温度に基板が昇温される第1の高さ位置にて前記支持部材の降下を停止させて行うことを特徴とする請求項11に記載の熱処理方法。   The step of causing the substrate to warp and the step of waiting for the elapse of the return time stop the lowering of the support member at a first height position where the substrate is heated to a temperature equal to or higher than the temperature at which the warp occurs. The heat treatment method according to claim 11, wherein the heat treatment method is performed. 前記第1の高さ位置は、加熱プレートからの距離が、当該位置にて基板に発生する反りの高さ方向の最大変位よりも大きくなる位置に設定されていることを特徴とする請求項12に記載の熱処理方法。   The first height position is set to a position where a distance from the heating plate is larger than a maximum displacement in a height direction of a warp generated in the substrate at the position. A heat treatment method according to 1. 前記第1の高さ位置よりも上方側の第2の高さ位置にて前記支持部材の降下を停止させ、処理対象の基板を予備加熱した後に、再度、前記支持部材を降下させる工程を含むことを特徴とする請求項12または13に記載の熱処理方法。   Stopping the lowering of the support member at a second height position above the first height position, preheating the substrate to be processed, and then lowering the support member again. The heat treatment method according to claim 12 or 13, characterized in that: 前記基板は、タンタル酸リチウム、ガリウムヒ素、ニオブ酸リチウムからなる基板材料群から選択された基板材料により構成されることを特徴とする請求項11ないし14のいずれか一つに記載の熱処理方法。   15. The heat treatment method according to claim 11, wherein the substrate is made of a substrate material selected from a substrate material group consisting of lithium tantalate, gallium arsenide, and lithium niobate. 前記基板は、熱伝導率が55W/(m・℃)以下の基板材料により構成されることを特徴とする請求項11ないし15のいずれか一つに記載の熱処理方法。   The heat treatment method according to claim 11, wherein the substrate is made of a substrate material having a thermal conductivity of 55 W / (m · ° C.) or less. 載置された基板の加熱を行う加熱プレートを備えた熱処理装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項11ないし16のいずれか一つに記載の熱処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
A storage medium for storing a computer program used in a heat treatment apparatus provided with a heating plate for heating a mounted substrate,
A storage medium in which the computer program includes a set of steps so as to execute the heat treatment method according to any one of claims 11 to 16.
JP2014097775A 2014-05-09 2014-05-09 Heat treatment apparatus, heat treatment method and storage medium Active JP6107742B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014097775A JP6107742B2 (en) 2014-05-09 2014-05-09 Heat treatment apparatus, heat treatment method and storage medium
TW104114204A TWI610337B (en) 2014-05-09 2015-05-05 Thermal treatment device, thermal treatment method and recording medium
KR1020150063038A KR102338243B1 (en) 2014-05-09 2015-05-06 Heat processing apparatus, heat processing method and recording medium
CN201510232817.6A CN105097612B (en) 2014-05-09 2015-05-08 Annealing device and heat treatment method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014097775A JP6107742B2 (en) 2014-05-09 2014-05-09 Heat treatment apparatus, heat treatment method and storage medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015216212A JP2015216212A (en) 2015-12-03
JP6107742B2 true JP6107742B2 (en) 2017-04-05

Family

ID=54577751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014097775A Active JP6107742B2 (en) 2014-05-09 2014-05-09 Heat treatment apparatus, heat treatment method and storage medium

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6107742B2 (en)
KR (1) KR102338243B1 (en)
CN (1) CN105097612B (en)
TW (1) TWI610337B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11127611B2 (en) 2018-08-28 2021-09-21 Toshiba Memory Corporation Heating processing apparatus and heating processing method

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11854842B2 (en) 2016-03-18 2023-12-26 Acm Research (Shanghai), Inc. Substrate heat treatment apparatus
CN110416110A (en) * 2018-04-28 2019-11-05 北京北方华创微电子装备有限公司 SOG piece preprocess method, SOG piece transmission method, system and angularity detection device
KR20210021524A (en) * 2018-06-22 2021-02-26 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing apparatus, substrate processing method and storage medium
JP6722246B2 (en) * 2018-09-20 2020-07-15 株式会社Screenホールディングス Heating device and heating method
KR102225682B1 (en) * 2018-09-28 2021-03-12 세메스 주식회사 Heat treating method of substrate
JP7269713B2 (en) * 2018-10-09 2023-05-09 東京エレクトロン株式会社 Substrate cooling device and substrate cooling method

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002203995A (en) * 2000-12-27 2002-07-19 Toshiba Corp Substrate heating method, substrate cooling method, and the apparatuses thereof
JP3755814B2 (en) * 2001-08-07 2006-03-15 東京エレクトロン株式会社 Heat treatment method and heat treatment apparatus
JP4250469B2 (en) * 2003-07-14 2009-04-08 キヤノンマーケティングジャパン株式会社 Heat treatment apparatus and heat treatment method
JP2006093495A (en) * 2004-09-27 2006-04-06 Fuji Photo Film Co Ltd Substrate heating device and method therefor
JP4694878B2 (en) * 2005-04-20 2011-06-08 Okiセミコンダクタ株式会社 Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP5125031B2 (en) * 2006-08-29 2013-01-23 東京エレクトロン株式会社 Vacuum processing apparatus and vacuum processing method
JP2008301066A (en) 2007-05-30 2008-12-11 Yamajiyu Ceramics:Kk Lithium tantalate (lt) or lithium niobate (ln) single crystal compound substrate
JP4457242B2 (en) * 2007-11-30 2010-04-28 Okiセミコンダクタ株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
JP5406475B2 (en) * 2008-07-28 2014-02-05 大日本スクリーン製造株式会社 Heat treatment equipment
JP2011228531A (en) * 2010-04-21 2011-11-10 M.Solar Co Ltd Chemical liquid heating and drying device and method for compound wafers
JP2012010054A (en) * 2010-06-24 2012-01-12 Ngk Insulators Ltd Composite substrate and elastic wave device using thereof
JP5542743B2 (en) * 2010-10-07 2014-07-09 東京エレクトロン株式会社 Heat treatment apparatus and heat treatment method
JP5547147B2 (en) * 2011-09-13 2014-07-09 東京エレクトロン株式会社 Joining apparatus, joining system, joining method, program, and computer storage medium
JP5964626B2 (en) * 2012-03-22 2016-08-03 株式会社Screenホールディングス Heat treatment equipment
JP5630526B2 (en) * 2013-04-08 2014-11-26 東京エレクトロン株式会社 Heat treatment equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11127611B2 (en) 2018-08-28 2021-09-21 Toshiba Memory Corporation Heating processing apparatus and heating processing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR102338243B1 (en) 2021-12-10
CN105097612A (en) 2015-11-25
JP2015216212A (en) 2015-12-03
TW201608606A (en) 2016-03-01
KR20150128581A (en) 2015-11-18
TWI610337B (en) 2018-01-01
CN105097612B (en) 2019-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6107742B2 (en) Heat treatment apparatus, heat treatment method and storage medium
US6753508B2 (en) Heating apparatus and heating method
JP4531778B2 (en) Temperature control method, temperature controller, and heat treatment apparatus
JP4699283B2 (en) Heat treatment plate temperature control method, program, and heat treatment plate temperature control device
US8138456B2 (en) Heat processing method, computer-readable storage medium, and heat processing apparatus
KR101070520B1 (en) Substrate treatment method and apparatus
JP5296022B2 (en) Heat treatment method, recording medium recording program for executing heat treatment method, and heat treatment apparatus
KR101018259B1 (en) Method of heating a substrate in a variable temperature process using a fixed temperature chuck
KR101117534B1 (en) Stage for substrate temperature control apparatus
KR20170016789A (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and program
JP6764514B2 (en) Manufacturing method for substrate processing equipment, reaction vessels and semiconductor equipment
JP2008166514A (en) Temperature control method, regulator, thermoregulator, program, recording medium, and heat treatment apparatus
JP2012038970A (en) Heat treatment method, recording medium storing program for executing heat treatment method, and heat treatment device
JP4840168B2 (en) Heating device, heating method and storage medium
JP4781931B2 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus
JP5793468B2 (en) Heat treatment apparatus, heat treatment plate cooling method, program, and computer storage medium
JP2011003601A (en) Temperature increase control method for heating device for substrate treatment system, program, computer recording medium, and substrate treatment system
JP6944993B2 (en) Manufacturing method for heating elements, substrate processing equipment and semiconductor equipment
JP2016186991A (en) Substrate processing device, method of manufacturing semiconductor device, and program
US20220310420A1 (en) Cooling method, a method of manufacturing a semiconductor device and a non-transitory computer-readable recording medium
JP7200638B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
JP7198718B2 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
JP2007242850A (en) Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing method
JP2006237262A (en) Heat treatment apparatus
KR20220144512A (en) substrate processing apparatus, method of temperature measuring, and method of temperature controlling

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160413

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170123

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6107742

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250